Gotowa Praca nr 1.pdf

(1353 KB) Pobierz
Praca nr.1
Rok akad.
Ochrona własności intelektualnej,
bezpieczeństwo pracy i ergonomia
2019/2020
Rodzaj
studiów:
MT_Sd
Temat:
Silnik Wankla
Autorzy:
1. Damian Kruczkowski
Kierunek:
MiBM
Semestr:
VII
Grupa:
Dualna
Prowadzący:
dr hab. inż., prof. PŚ Aleksander
Gwiazda
Data wykonania:
10.11.2019
Data oddania:
13.11.2018
Ocena:
Podpis:
Silnik Wankla
Czym jest Silnik Wankla?
Silnik Wankla jest wysokoobrotowym silnikiem spalinowym gdzie tłok w kształcie trójkąta
kręci się w środku cylindra. Konstrukcja ta została opatentowana w roku 1929 przez
wynalazcę oraz mechanika Felixa Wankla. Jego koncepcja ta była przez lata poprawiana i
udoskonalana aż po dziś dzień.
Rysunek 1. Silnik Wankla [4]
Zasada działania
Konstrukcja silnika wankla w przeciwieństwie do tradycyjnego silnika tłokowego jest oparta
na wirującym tłoku (tzw. Rotorem), który wykonuje ruch złożony z ruchu płaskiego jak i
obrotowego. Gdyby przekroić rotor posiadałby kształt trójkąta z wypukłymi bokami który
nazywa się Reuleaux. Wirujący rotor umieszczony jest w okrągłej owalnej obudowie które są
jego cylindrem.
„Kształt obudowy jest ściśle powiązany z ruchem tłoka, który jest wyznaczony przez
przekładnię zębatą, znajdującą się w jego wnętrzu. Rotor od środka posiada nacięte uzębienie,
które współpracuje z kołem zębatym osadzonym na stałe w korpusie. Takie zamocowanie
ogranicza płaszczyznę ruchu do dwóch zachodzących na siebie okręgów, tworzących owalny
kształt przekroju obudowy.” [5]
Pomimo innej konstrukcji, zasada działania silnika rotorowego jest taka sama jak w
zwyczajnym silniku spalinowym tłokowym. Pierw zasysa się mieszankę paliwowo-
powietrzną następnie jest ona sprężana po czym następuje wybuch który rozpręża ciśnienie a
następnie wyrzuca je poza komorę spalania.
„Proces działania [3]:
-Ssanie
Faza ssania w cyklu pracy rozpoczyna się, gdy wierzchołek rotora mija okno kanału ssącego.
W momencie, gdy okno kanału wlotowego otwiera się na komorę, objętość komory jest bliska
minimum. Gdy rotor obraca się dalej, objętość komory rośnie, powodując wciągnięcie
mieszanki paliwowo-powietrznej do komory. Gdy następny wierzchołek komory mija okno
kanału ssącego, komora się zamyka i rozpoczyna się sprężanie.
-Sprężanie
Gdy rotor kontynuuje swój ruch w komorze silnika, objętość komory zmniejsza się i
mieszanka paliwowo-powietrzna się spręża. W tym czasie ścianka rotora przemieszcza się
przed świecami zapłonowymi, a objętość komory jest ponownie najbliższa minimum. Wtedy
następuje zapłon.
-Spalanie
Większość silników rotacyjnych ma dwie świece zapłonowe. Komora spalania jest długa, a
więc czoło płomienia rozprzestrzeniałoby się zbyt wolno, gdyby była tam tylko jedna świeca.
Gdy świece zapłonowe zapalają mieszankę paliwowopowietrzną (sekwencyjnie, odpalają
jedna zaraz po drugiej), ciśnienie szybko rośnie, zmuszając rotor do ruchu. Ciśnienie spalonej
mieszanki zmusza rotor do ruchu w kierunku, który spowoduje wzrost objętości komory.
Gazy spalinowe rozprężają się dalej, poruszając rotor i wytwarzając energię, zanim
wierzchołek rotora nie minie okna kanału wydechowego.
-Wydech
Gdy tylko wierzchołek rotora minie okno kanału wydechowego, sprężone gazy spalinowe
mogą swobodnie wydostać się na zewnątrz. Gdy rotor się obraca, komora kurczy się,
wytłaczając resztę gazów spalinowych przez okno kanału wydechowego. W tym czasie
objętość komory zbliża się do minimum, wierzchołek rotora mija okno kanału ssącego i cały
cykl rozpoczyna się od nowa. W silniku rotacyjnym przyjemne jest to, że wszystkie trzy
ścianki rotora zawsze pracują nad jedną z faz cyklu.”
Podsumowanie
Brak elementów które powodowałyby wykonywanie ruchu posuwisto zwrotnego powoduje iż
jedną z zalet silnika Wankla jest jego równa praca. Umożliwia to całkowite wyrównoważenie,
gdyż pracuje ze stałą prędkością obrotową, a jedyną siłą która wymaga wyrównoważenia jest
siła odśrodkowa. Siła odśrodkowa ma wartość [1]:
����
����
= ����
����
��������
����
= ����
����
����
(
2
��������
����
30
2
)
gdzie:
w
k
– prędkość kątowa korby, co w rzeczywistym silniku odpowiada
prędkości kątowej wału mimośrodowego,
n
k
– prędkość obrotowa wału silnika,
m
t
– masa kompletnego tłoka,
e – mimośród.
Jedną z wad silnika Wankla jest jego mniejsza sprawność ogólna niż tradycyjnych silników
tłokowych. Jest to efekt kształtu komory spalania o niekorzystnym stosunku powierzchni do
objętości [2]
Wnioski
Pomimo wysokiego spalania silniki Wankla mają wiele pozytywnych cech takich jak cicha
praca silnika, jest stosunkowo mały, składa się z niewielu elementów przez co jest prosty w
konstrukcji. Wszystkie zestawione przykłady
Bibliografia:
1. Antoni Iskra, Maciej Babiak, Jarosław Kałużny, Ocena przydatności silnika wankla w
zastosowaniach wojskowych ze szczególnym uwzględnieniem szczelności komór roboczych,
zeszyty naukowe akademii marynarki wojennej, Politechnika Poznańska, Poznań 2011, str.56
2. Antoni Iskra, maciej Babiak, Adrian Bakalarz, Problemy rzeczywiste i pozorne
wykorzystania silnika Wankla do napędu samochodu osobowego, Archiwum Motoryzacji,
Politechnika Poznańska, ISSiT, Poznań 2006, str. 6
3. Jak to działa, Młody Mechanik, 09.2004, str. 27
4. Motokiller, (https://mklr.pl/121808) , dostęp 11.11.2019
5. Moto WP, (https://moto.wp.pl/czym-jest-i-jak-dziala-silnik-wankla-jakie-sa-zalety-a-jakie-
wady-takiej-konstrukcji-6138895187494529a),
dostęp 11.11.2019
Załączniki:
ZESZYTY NAUKOWE AKADEMII MARYNARKI WOJENNEJ
ROK LII NR 1 (184) 2011
Antoni Iskra
Maciej Babiak
Jaros
ł
aw Ka
ł
u
ż
ny
Politechnika Pozna
ń
ska
OCENA PRZYDATNO
Ś
CI SILNIKA WANKLA
W ZASTOSOWANIACH WOJSKOWYCH
ZE SZCZEGÓLNYM UWZGL
Ę
DNIENIEM
SZCZELNO
Ś
CI KOMÓR ROBOCZYCH
STRESZCZENIE
W artykule przedstawiono rozważania dotyczące zalet silnika Wankla, które w obszarze
wybranych zastosowań czynią go bardzo atrakcyjnym
źródłem
napędu, szczególnie w porównaniu
z silnikiem o postępowo-zwrotnym ruchu tłoka. Zalety takie, jak korzystny stosunek uzyskiwanej
mocy do masy silnika czy zwartość konstrukcji mogą być kluczowymi czynnikami skłaniającymi do
zastosowania tego rodzaju silnika jako
źródła
napędu. Zwrócono również uwagę na wiele wad
i problemów, między innymi niekorzystny kształt komory spalania czy słabą skuteczność i trwałość
listew uszczelnienia promieniowego tłoka, których następstwem jest ograniczenie możliwości wyko-
rzystania silnika Wankla.
Słowa kluczowe:
silnik Wankla, masowy wskaźnik mocy silnika, uszczelnienie promieniowe.
WSTĘP
Koncepcja silnika o obrotowym ruchu tłoka opracowana przez Felixa Wankla
jest obecnie jedyną alternatywą dla klasycznego silnika spalinowego o spalaniu we-
wnętrznym, którego tłok wykonuje ruch postępowo-zwrotny. Silnik Wankla ma
więcej zalet niż tradycyjny silnik tłokowy, ale równocześnie nie jest pozbawiony
wad, które na przestrzeni lat nie pozwoliły na jego szerokie zastosowanie jako
źró-
dła napędu różnego rodzaju
środków
transportu. Również silnik Stirlinga, którego
51

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin